Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam...

18
1 PEMANASAN AIR DENGAN UAP HINGGA KONDISI KUASI STEDI DENGAN MEMAKAI KOIL Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen Jl. Karya Rakyat No. 31 I Sei. Agul Medan, 061-6614763 ABSTRACT The cold water temperature until conditions improved by utilizing the quasi stedi steam inside the pipe is coiled. Steam flow from the top of the coil toward the end of the coil is assigned to be at the bottom, will heat the water that is outside. Water conditions are measured while the temperature of steam is the mass and temperature. From the data collected it can be obtained an average price of bulk water temperature at the time of the quasi stedi, condensate mass flow rates that occur and instantaneous heat transfer rates. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Perpindahan panas dari uap ke air dingin pada tekanan atmosper merupakan suatu hal yang menarik, hal ini akan meningkatkan efisiensi karena tidak memerlukan energi bahan bakar tetapi hanya memerlukan suatu alat penukar kalor. Agar perpindahan kalor itu dapat lebih efisien, maka perlu dibuat alat yang tidak memakai energi yang boros. Dari pengkajian secara teknik ini nantinya akan dikembangkan ke bidang ekonomi, agar dalam pelaksanaannya dapat diperoleh biaya yang lebih efisien, disamping itu perlu mendapat perhatian pula tentang ukuran-ukuran dan sebagainya. Untuk mencapai hal tersebut dapatlah dilakukan suatu pengkajian secara eksperimental tentang pemanasan air dengan uap dengan suatu kondisi kuasi stedi. Dari hasil kajian ini nantinya dapat dikembangkan lagi tentang ukuran-ukuran, bahan dan bentuk-bentuk yang paling efisien. 1.2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui berapa derajat suhu curah air yang dapat dicapai pada kondisi kuasi stedi, harga laju massa kondensat yang terjadi dan perpindahan panas sesaat. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.a. Konveksi alamiah. Konveksi alamiah terjadi karena fluida yang berubah kerapatannya karena proses pemanasan, kerapatan yang mengecil akan bergerak naik. Gerakan fluida dalam konveksi bebas, baik fluida itu gas maupun zat cair, terjadi karena gaya apung yang dialaminya, apabila kerapatan fluida di dekat permukaan perpindahan-kalor berkurang sebagai akibat proses pemanasan. Gaya apung itu tidak akan terjadi apabila fluida itu tidak menderita sesuatu gaya dari luar seperti gravitas, walaupun gravitas bukanlah satu-satunya medan gaya luar

Transcript of Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam...

Page 1: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

1

PEMANASAN AIR DENGAN UAP HINGGA KONDISI KUASI STEDIDENGAN MEMAKAI KOIL

Ir.Waldemar Naibaho, MT.Dosen tetap Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas HKBP NommensenJl. Karya Rakyat No. 31 I Sei. Agul Medan, 061-6614763

ABSTRACTThe cold water temperature until conditions improved by utilizing the quasi stedi steaminside the pipe is coiled. Steam flow from the top of the coil toward the end of the coil isassigned to be at the bottom, will heat the water that is outside. Water conditions aremeasured while the temperature of steam is the mass and temperature. From the datacollected it can be obtained an average price of bulk water temperature at the time of thequasi stedi, condensate mass flow rates that occur and instantaneous heat transfer rates.

1. PENDAHULUAN1.1 Latar belakang

Perpindahan panas dari uap ke air dingin pada tekanan atmospermerupakan suatu hal yang menarik, hal ini akan meningkatkan efisiensi karena tidakmemerlukan energi bahan bakar tetapi hanya memerlukan suatu alat penukar kalor.Agar perpindahan kalor itu dapat lebih efisien, maka perlu dibuat alat yang tidakmemakai energi yang boros. Dari pengkajian secara teknik ini nantinya akandikembangkan ke bidang ekonomi, agar dalam pelaksanaannya dapat diperolehbiaya yang lebih efisien, disamping itu perlu mendapat perhatian pula tentangukuran-ukuran dan sebagainya. Untuk mencapai hal tersebut dapatlah dilakukansuatu pengkajian secara eksperimental tentang pemanasan air dengan uap dengansuatu kondisi kuasi stedi. Dari hasil kajian ini nantinya dapat dikembangkan lagitentang ukuran-ukuran, bahan dan bentuk-bentuk yang paling efisien.

1.2 TujuanTujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui berapa derajat suhu curah

air yang dapat dicapai pada kondisi kuasi stedi, harga laju massa kondensat yangterjadi dan perpindahan panas sesaat.

2. TINJAUAN PUSTAKA2.a. Konveksi alamiah.

Konveksi alamiah terjadi karena fluida yang berubah kerapatannya karenaproses pemanasan, kerapatan yang mengecil akan bergerak naik. Gerakanfluida dalam konveksi bebas, baik fluida itu gas maupun zat cair, terjadi karenagaya apung yang dialaminya, apabila kerapatan fluida di dekat permukaanperpindahan-kalor berkurang sebagai akibat proses pemanasan. Gaya apung itutidak akan terjadi apabila fluida itu tidak menderita sesuatu gaya dari luarseperti gravitas, walaupun gravitas bukanlah satu-satunya medan gaya luar

Page 2: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

2

yang dapat menghasilkan arus konveksi bebas dan karena itu mengalami aruskonveksi-bebas bila salah satu atau beberapa permukaannya yang dalam kontakdengan fluida yang dipanaskan.Masalah perpindahan kalor konveksi memerlukan neraca energi di sampinganalisa dinamika-fluida daripada masalah tersebut. Selanjutnya akan ditentukanneraca energi terhadap sistem aliran itu, dan kita tentukan pengaruh aliran ituterhadap gradien atau landaian suhu dalam fluida. Setelah diketahui distribusisuhu, akan dapatlah ditentukan laju perpindahan kalor dari permukaan yangdipanaskan ke fluida di atasnya.Berikut ini ditunjukkan suatu persamaan untuk menghitung laju perpindahanpanas secara sensibel :

qw = h A (Tw – T∞)dimana : qw = laju perpindahan panas

h = koefisien perpindahan panas konveksiTw = temperatur dindingT∞ = temperatur fluida

2.b. Konveksi paksa.Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara

analitik. Kondisi itu menunjukkan prinsip-prinsip proses konveksi danhubunganya dengan dinamika fluida, tujuan utamanya adalah untukmemperoleh pengertian tenrang mekanisme fisiknya. Namun padakenyataannya masalah-masalah konveksi paksa tidak selalu dapat diselesaikandengan cara analitik, dan solusinya sering dipergunakan dengan cara-caraeksperimental utnuk memperoleh data perencanaan, serta untuk memperolehdata-data sulit yang justru mungkin menambah pengertian tentang proses fisikperpindahan panas.Dalam prakteknya banyak soal-soal konveksi harus diselesaikan dengan cara-cara eksperimental untuk mendapatkan data perencanaan. Data-dataeksperimental biasanya dinyatakan dalam bentuk rumus empirik atau grafik-grafik yang dapat digunakan dengan generalisasi maksimal. Tetapi dalammelakukan generalisasi hasil-hasil ekperimental itu dalam bentuk korelasiempirik, kita sering berrhadapan dengan berbagai kesulitan. Jika sudah adapenyelesaian analitik tentang soal yang serupa, maka korelasi data itu cukupmudah, karena kita dapat meramalkan bentuk-bentuk fungsi hasilnya, dankarena itu kita dapat menggunakan data eksperimental untuk mendapatkannilai-nilai konstanta atau eksponennya untuk parameter-parameter pentingseperti angka Reynolds dan angka Prandtl. Jika belum ada tersediapenyelesaiaan analitik untuk soal-soal yang serupa, maka kita terpaksamenggunakan intuisi yang didasarkan atas pemahaman proses fisik yangberlangsung, atau dengan interpretasi atas persamaan diferensial proses alirandengan berdasarkan atas perkiraan orde besaran dan dimensi.

Page 3: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

3

2c.Kondensasi film pada pipa vertikal dan horizontal- Pada pipa vertikalTeori Nusselt untuk pelat datar dapat juga diterapkan terhadap pipa vertikalyang mempunyai diameter yang cukup besar dibandingkan dengan teballapisan filmnya. Sehingga persamaan-persamaan untuk pelat vertikalmerupakan pendekatan terhadap kasus pada pipa vertikal.

- Pada permukaan luar pipa horizontal.Koefisien perpindahan panas rata-rata uap jenuh pada permukaan luar pipahorizontal dapat ditentukan harganya dengan metode yang sama dengan yangtelah dipergunakan untuk memperoleh metoda persamaan untuk pelat vertikal.

- Pada permukaan dalam pipa horizontal.

Koefisien perpindahan panas pada bagian dalam pipa horizontal sangatbergantung pada pola alirannya, oleh sebab itu besarnya akan bervariasi disepanjang pipa.Pola aliran tersebut dibagi dalam enam jenis, yaitu :

a. Aliran bergelembung , gas atau uap terdistribusi sebagai gelembung -gelembungdiskret dalam fasa cairan kontinu dan cenderung mengalir pada bagian atas pipa.

b. Aliran plug, gelembung –gelembung gas atau uap mempunyai ukuran yangcukup besar dan mengalir pada bagian atas pipa.

c. Aliran stratifikasi, pola ini hanya terjadi pada kecepatan uap dan cairan yangsangat lambat. Aliran dua fasa yang terpisah oleh suatu bidang kontakpermukaan yang relatif halus.

d. Aliran gelombang, sebagaimana kecepatan uap bertambah maka bidang pemisahmenjadi terganggu oleh gelombang yang melintas dalam arah aliran.

e. Aliran slug, suatu peningkatan yang lebih besar dalam kecepatan uapmenmyebabkan gelombang pada bidang pemisah menjadi terangkat untukmembentuk suatu slug berbusa yang merambat di sepanjang saluran padakecepatan tinggi.

f. Aliran anular, kecepatan uap yang masih cukup tinggi akan menempati dalamformasi suatu inti uap dengan suatu film cairan di sekeliling pipa. Film cairancenderung lebih tebal pada bagian bawah pipa.

2.d Perpindahan panas pada kondensorSalah satu dari jenis penukar kalor adalah alat yang dipergunakan untuk

merubah fasauap menjadi fasa cair, lazimnya disebut kondensor. Laju perpindahanpanas yang dilepas fluida pemanas sama dengan laju penyerapan panas oleh fluidapendinginnya ditambah kerugian panas yang terjadi. Modus perpindahan panas inipada sistem kontak tak langsung, berlangsung dengan konveksi dan konduksi. Lajuperpindahan panas yang terjadi pada suatu fluida secara sensibel dan laten dapatdihitung sebagai berikut.

Laju perpindahan panas secara sensibel :qw = h A (Tw – T∞)

Page 4: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

4

Laju perpindahan panas secara laten := (ℎ − ℎ)dimana : ql = laju perpindahan panas secara laten

m = laju massa uaphg = entalpi uap jenuhhf = entalpi air jenuh

Laju perpindahan panas pada kondensor dapat dihitung dengan persamaan :q = U A△Tm

dimana :U = koefisien perpindahan panas menyeluruhA = luas penampang perpindahan panas△Tm = beda suhu menyeluruh

Koefisien perpindahan panas menyeluruh yang didasarkan pada bagian luar pipa := 1ℎ + 2 + 1ℎ

Dimana :k = konduktifitas pipah = koefisien perpindahan panas konveksil = panjang pipaA = luas penampang pipar = jari-jari pipao & i = bagian luar dan bagian dalam pipa

Luas penampang rata-rata : Am

Untuk aliran searah dan aliran lawan, beda temperature rata-rata (∆ ) dapatdihitung dengan persamaan :∆ =

∆ ∆∆ ∆Dimana :

a dan b = bagian ujung pipa kiri dan ujung pipa kanan

Page 5: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

5

3.METODOLOGI PENELITIANSuatu pengaturan terhadap perangkat uji dan perlengkapannya perlu dibuat

sedemikian rupa agar dalam pelaksanaan pengujian dapat berjalan dengan lancar.Pelaksanaan pengujian dilakukan dengan pengambilan laju kondensat dantemperatur sesuai dengan batasan yang dikehendaki.

a.Operasikan boiler sampai tekanannya mencapai 0,50 kg/cm2.

b.Isi air pendingin ke dalam tanki uji, dengan temperatur sekitar 23 .c.Operasikan data logger.d.Tempatkan gelas ukur di bawah saluran kondensat.e.Setelah kondisi ketel dan air pendingin tercapai, buka keran uap pada posisi

30° dan catat waktunya.e.Catat waktu yang diperlukan pada setiap volume kondensat bertambah 100 ml.f.Pengambilan data dilakukan sampai suhu air pendingin pada kondisi kuasi

stedi.Tutup saluran uap, putuskan aliran listrik ke ketel dan data logger.

Gambar 3.1 . Model uji

5

3.METODOLOGI PENELITIANSuatu pengaturan terhadap perangkat uji dan perlengkapannya perlu dibuat

sedemikian rupa agar dalam pelaksanaan pengujian dapat berjalan dengan lancar.Pelaksanaan pengujian dilakukan dengan pengambilan laju kondensat dantemperatur sesuai dengan batasan yang dikehendaki.

a.Operasikan boiler sampai tekanannya mencapai 0,50 kg/cm2.

b.Isi air pendingin ke dalam tanki uji, dengan temperatur sekitar 23 .c.Operasikan data logger.d.Tempatkan gelas ukur di bawah saluran kondensat.e.Setelah kondisi ketel dan air pendingin tercapai, buka keran uap pada posisi

30° dan catat waktunya.e.Catat waktu yang diperlukan pada setiap volume kondensat bertambah 100 ml.f.Pengambilan data dilakukan sampai suhu air pendingin pada kondisi kuasi

stedi.Tutup saluran uap, putuskan aliran listrik ke ketel dan data logger.

Gambar 3.1 . Model uji

5

3.METODOLOGI PENELITIANSuatu pengaturan terhadap perangkat uji dan perlengkapannya perlu dibuat

sedemikian rupa agar dalam pelaksanaan pengujian dapat berjalan dengan lancar.Pelaksanaan pengujian dilakukan dengan pengambilan laju kondensat dantemperatur sesuai dengan batasan yang dikehendaki.

a.Operasikan boiler sampai tekanannya mencapai 0,50 kg/cm2.

b.Isi air pendingin ke dalam tanki uji, dengan temperatur sekitar 23 .c.Operasikan data logger.d.Tempatkan gelas ukur di bawah saluran kondensat.e.Setelah kondisi ketel dan air pendingin tercapai, buka keran uap pada posisi

30° dan catat waktunya.e.Catat waktu yang diperlukan pada setiap volume kondensat bertambah 100 ml.f.Pengambilan data dilakukan sampai suhu air pendingin pada kondisi kuasi

stedi.Tutup saluran uap, putuskan aliran listrik ke ketel dan data logger.

Gambar 3.1 . Model uji

Page 6: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

6

4.HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil4.1.1 Distribusi suhu air.

Kondisi air yang dipanaskan dengan uap yang dialirkan dari bagian atas koilpemanas dapat dilihat pada Gambar 2 s/d Gambar 4. Hal ini menunjukkan bahwauntuk jumlah koil 6 buah distribusi suhunya lebih baik dari pada jumlah koil yanglebih besar, dimana jarak antara koil dan jarak bagian bawah koil ke alas tankiadalah tetap.

Gambar 4.1. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 6 koil

6

4.HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil4.1.1 Distribusi suhu air.

Kondisi air yang dipanaskan dengan uap yang dialirkan dari bagian atas koilpemanas dapat dilihat pada Gambar 2 s/d Gambar 4. Hal ini menunjukkan bahwauntuk jumlah koil 6 buah distribusi suhunya lebih baik dari pada jumlah koil yanglebih besar, dimana jarak antara koil dan jarak bagian bawah koil ke alas tankiadalah tetap.

Gambar 4.1. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 6 koil

6

4.HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil4.1.1 Distribusi suhu air.

Kondisi air yang dipanaskan dengan uap yang dialirkan dari bagian atas koilpemanas dapat dilihat pada Gambar 2 s/d Gambar 4. Hal ini menunjukkan bahwauntuk jumlah koil 6 buah distribusi suhunya lebih baik dari pada jumlah koil yanglebih besar, dimana jarak antara koil dan jarak bagian bawah koil ke alas tankiadalah tetap.

Gambar 4.1. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 6 koil

Page 7: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

7

Gambar 4.2. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 8 koil

7

Gambar 4.2. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 8 koil

7

Gambar 4.2. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 8 koil

Page 8: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

8

Gambar 4.3. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 10 koil

4.1.2 Kondisi massa keluaran koil.Massa uap yang keluar dari koil wujudnya telah menjadi kondensat dan

ditampung pada sebuah gelas ukur, agar memudahkan mengukur volumenya. Suhudari kondensat diukur pada sisi keluar dari koilnya.

8

Gambar 4.3. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 10 koil

4.1.2 Kondisi massa keluaran koil.Massa uap yang keluar dari koil wujudnya telah menjadi kondensat dan

ditampung pada sebuah gelas ukur, agar memudahkan mengukur volumenya. Suhudari kondensat diukur pada sisi keluar dari koilnya.

8

Gambar 4.3. Distribusi suhu air yang dipanaskan pada 10 koil

4.1.2 Kondisi massa keluaran koil.Massa uap yang keluar dari koil wujudnya telah menjadi kondensat dan

ditampung pada sebuah gelas ukur, agar memudahkan mengukur volumenya. Suhudari kondensat diukur pada sisi keluar dari koilnya.

Page 9: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

9

Gambar 4.4. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 6 koil

Gambar 4.5. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 8 koil

9

Gambar 4.4. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 6 koil

Gambar 4.5. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 8 koil

9

Gambar 4.4. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 6 koil

Gambar 4.5. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 8 koil

Page 10: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

10

Gambar 4.6. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 10 koil

4.1.3 Laju massa dan kualitas uap yang keluar dari koil.Laju massa dan kualitas uap yang keluar dari koil pada waktu tertentu dapat

dilihat pada Gambar grafik dibawah ini. Dari gambar terlihat bahwa pada suatu saattertentu uap yang dialirkan didalam pipa akan keluar dalam bentuk air dan uap, halini menunjukkan bahwa temperatur air sudah tinggi.

Gambar 4.7. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk 6 koil

10

Gambar 4.6. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 10 koil

4.1.3 Laju massa dan kualitas uap yang keluar dari koil.Laju massa dan kualitas uap yang keluar dari koil pada waktu tertentu dapat

dilihat pada Gambar grafik dibawah ini. Dari gambar terlihat bahwa pada suatu saattertentu uap yang dialirkan didalam pipa akan keluar dalam bentuk air dan uap, halini menunjukkan bahwa temperatur air sudah tinggi.

Gambar 4.7. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk 6 koil

10

Gambar 4.6. Massa kumulatif dan suhu kondensat vs waktu pada 10 koil

4.1.3 Laju massa dan kualitas uap yang keluar dari koil.Laju massa dan kualitas uap yang keluar dari koil pada waktu tertentu dapat

dilihat pada Gambar grafik dibawah ini. Dari gambar terlihat bahwa pada suatu saattertentu uap yang dialirkan didalam pipa akan keluar dalam bentuk air dan uap, halini menunjukkan bahwa temperatur air sudah tinggi.

Gambar 4.7. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk 6 koil

Page 11: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

11

Gambar 4.8. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk 8 koil

Gambar 4.9. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk10 koil

11

Gambar 4.8. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk 8 koil

Gambar 4.9. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk10 koil

11

Gambar 4.8. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk 8 koil

Gambar 4.9. Hubungan laju massa dan kualitas uap terhadap waktu untuk10 koil

Page 12: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

12

4.1.4 Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panas menyeluruh.Laju dan koefisen perpindahan panas menyeluruh ini ditentukan dari data-data

yang diperoleh terdahulu, selanjutnya dapat digambarkan seperti beriukut ini untuk 6koil, 8 koil dan 10 koil.

Gambar 4.10.. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 6 koil.

Gambar 4.11. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 8 koil.

12

4.1.4 Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panas menyeluruh.Laju dan koefisen perpindahan panas menyeluruh ini ditentukan dari data-data

yang diperoleh terdahulu, selanjutnya dapat digambarkan seperti beriukut ini untuk 6koil, 8 koil dan 10 koil.

Gambar 4.10.. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 6 koil.

Gambar 4.11. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 8 koil.

12

4.1.4 Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panas menyeluruh.Laju dan koefisen perpindahan panas menyeluruh ini ditentukan dari data-data

yang diperoleh terdahulu, selanjutnya dapat digambarkan seperti beriukut ini untuk 6koil, 8 koil dan 10 koil.

Gambar 4.10.. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 6 koil.

Gambar 4.11. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 8 koil.

Page 13: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

13

Gambar 4.12. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 10 koil.

4.1.5 Waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktu kondensat efektif dan suhupada saat keluaran masih 100% berwujud air.

Dari data-data terdahulu untuk jumlah koil 6 buah, 8 buah dan 10 buahdapat diambil besaran-besaran waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktukondensat masih efektif atau semuanya berwujud cair dan suhu keluaran masihsemuanya berwujud cair, seperti pada Gambar 14.

Gambar 4.13. Waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktu kondensat efektif,dan suhu curah pada saat keluaran masih 100% berwujud air.

13

Gambar 4.12. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 10 koil.

4.1.5 Waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktu kondensat efektif dan suhupada saat keluaran masih 100% berwujud air.

Dari data-data terdahulu untuk jumlah koil 6 buah, 8 buah dan 10 buahdapat diambil besaran-besaran waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktukondensat masih efektif atau semuanya berwujud cair dan suhu keluaran masihsemuanya berwujud cair, seperti pada Gambar 14.

Gambar 4.13. Waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktu kondensat efektif,dan suhu curah pada saat keluaran masih 100% berwujud air.

13

Gambar 4.12. Laju perpindahan panas dan koefisien perpindahan panasmenyeluruh pada waktu tertentu untuk 10 koil.

4.1.5 Waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktu kondensat efektif dan suhupada saat keluaran masih 100% berwujud air.

Dari data-data terdahulu untuk jumlah koil 6 buah, 8 buah dan 10 buahdapat diambil besaran-besaran waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktukondensat masih efektif atau semuanya berwujud cair dan suhu keluaran masihsemuanya berwujud cair, seperti pada Gambar 14.

Gambar 4.13. Waktu kondisi air mencapai kuasi stedi, waktu kondensat efektif,dan suhu curah pada saat keluaran masih 100% berwujud air.

Page 14: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

14

4.2 PEMBAHASAN4.2.1 Distribusi temperatur air

Aliran panas dimulai dari koil bagian atas dan dilanjutkan ke koil padabagianbawahnya. Hal ini disebabkan oleh arah aliran uap dari bagian sisi atas koil ke sisibawah koil, sehingga perpindahan panas akan lebih dahulu ke sisi bagian atas airdan mengakibatkan konveksi bebas di dalam air hampir tidak ada, kecuali di sekitarpermukaan pipa koil, lihat Gambar 1.Pada pemanasan air dengan menggunakan 6 koil, 8 koil dan 10 koil, Gambar 2 s/dGambar 4, dapat dilihat bahwa temperatur bagian bawah nya sangat berbeda padaawal hingga saat mencapai kuasi stedi. Waktu pemanasan efektif, dimana uapsebagai pemanas berubah seluruhnya menjadi air, untuk koil berjumlah 6 memakanwaktu 85 menit, untuk koil berjumlah 8 memakan waktu 95 menit dan untuk koilberjumlah 10 memakan waktu 105 menit. Sedang untuk mencapai kuasi stedidengan 6 koil memerlukan waktu 125 menit, 8 koil memerlukan waktu 135 menitdan 10 koil memerlukan waktu 145 menit. Pada jumlah koil yang semakin kecil, sisipipa koil yang paling atas semakin jauh dari permukaan air, terlihat variasitemperaturnya semakin kecil pula dan proses kuasi stedinya lebih cepat terjadi. Halini disebabkan laju perpindahan panas kearah atas semakin dapat diimbangi dengankearah bawah dan kearah samping. Disisi lain, dengan semakin cepat lebih tinggitemperatur air pada sisi atas maka kehilangan panas ke udara akan semakin besar,dengan demikian hal ini merupakan kerugian lebih besar bila pada jumlah koil yangsemakin banyak.

4.2.2 Karakteristik massa kondensat, Gambar 5 s/d Gambar 7.Pada sistem pemanasan ini terlihat bahwa kondensasi uap nya bergantung

terhadap jumlah koil yang dipakai, dimana semakin banyak jumlah koilmengakibatkan kondisi efektifnya (saat massa keluaran mulai dua fasa) semakintinggi, hal ini disebabkan oleh luas bidang perpindahan panas yang semakin besar.Kondisi tidak efektif ditandai pula dengan peningkatan suhu kondensat yangmendekati suhu uap jenuhnya atau semakin besarnya kualitas uap keluar dari sistem.Pada sistem dengan jumlah koil yang minimum, 6 koil, kondisi efektifnya hanyaberlangsung sampai 85 menit dengan produksi kondensat sekitar 3700 gr dantemperature curah air pendingin sekitar 83 C, pada jumlah koil 8 buah kondisiefektifnya berlangsung sampai 95 menit dengan produksi kondensat 3900 gr, danpada jumlah koil 10 buah kondisi efektifnya berlangsung sampai 105 menit denganjumlah kondensat 4700 gr.

4.2.3 Koefisien perpindahan panas keseluruhan, Gambar 11 s/d Gambar 13.Pada sistem perpindahan panas dari koil-koil ini perhitungannya tidak diterapkan

pada saat terjadi kondisi pemanasan air lanjut, dimana terdapat zona satu fasa danzona dua fasa dari kondensasi uap pemanasnya. Karena luas permukaan pada setiapzona kondensasi uap pemanas dan temperatur air yang dipanaskan pada perbatasanzona tersebut tidak dapat diketahui. Jadi hanya diterapkan pada saat massakondensasi uap keluaran masih berwujud satu fasa, hal ini mudah dilihat dari data-data pada Gambar 11 s/d Gambar 13 tersebut. Harga koefisien ini menunjukkankecenderungan yang lebih besar pada jumlah koil yang semakin kecil. Pada sisem

Page 15: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

15

dengan 6 koil harganya sekitar 1000 W/m2 C, pada 8 koil sekitar 950 W/m2 C danpada 10 koil sekitar 900 W/m2 C. Harga-harga ini dipengaruhi oleh laju perpindahanpanas dan perbedaan temperature rata-ratanya.

5. KESIMPULANa. Temperatur air pada kondisi kuasi stedi untuk 6,8 dan 10 koil adalah 83oC, 85oC

dan 87oC dengan waktu 85 menit, 95 menit dan 105 menit.dengan jumlah uap3500 gr/83 mnt,

b. Laju massa uap pada kondisi kuasi stedi : untuk 6 koil mu = 42,61 gr/mnt, untuk 8koil mu = 41,47 gr/mnt dan untuk 10 koil mu = 45,40 gr/mnt

c. Sebagai alat pemanas,jumlah koil yang semakin sedikit akan semakin lebih efektifd. Pada sistem pendinginan kefektifan proses kondensasi akan semakin baik dengan

jumlah koil yang semakin banyak, karena memungkinkan untuk diterapkan padasuhu air pendingin yang semakin tinggi, dan sebaliknya bila suhu air semakinrendah pemakaian jumlah koil dapat dipilih lebih sedikit. Kondisi mulai tidakefektif tidak diketahui pada saat massa keluaran koil mulai berwujud duafasa,dengan suhu yang mendekati kondisi jenuhnya.

e. Koefisien perpindahan panas menyeluruh akan semakin besar pada sistem denganjumlah koil yang semakin sedikit.

DAFTAR PUSTAKA

J.P. Holman, W.J. Gajda, Jr., 1989, Experimental Methods For Engineers,5th edition,McGraw-Hill, New York.

McAdams William H.1954, Heat Transmission, 3rd edition, McGraw-Hill,NewYork.

Incropera F.P., DeWitt D.P., 1990, Introduction To Heat Transfer, 2nd edition, JohnWiley & Sons.

J.P.Holman, 1981, Heat Transfer, 5th edition, McGraw-Hill, New York.Baker H.D., Ryder E.A., Baker N.H., 1975, Temperature Measurement InEngineering, Omega Engineering Inc.Kreith F., Bohn M.S., 1986, Principles of Heat Transfer,4th edition, Harper

& Row, Publishers, New York.Collier John G., 1972, Convective, Boiling and Condensation, 2nd edition, McGraw-

Hill, New York.

Page 16: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

16

PANDUAN PENULISAN NASKAH

Naskah diterima redaksi dalam bentuk softcopy kealamat email [email protected] beserta daftar riwayat hidup penulis utama maupun pendamping,naskah yang diserahkan merupakan hasil karya penulis dan belum pernah diterbitkanatau tidak dalam proses penerbitan pada media lain.

Naskah ditulis menggunakan pengolah kata Microsoft Office dengan jenishuruf Times New Roman ukuran 11 pts, spasi tungal, justify (rata kiri dan kanan)ukuran kertas A4 dan margin 2 cm untuk semua sisi serta jumlah halaman tidakmelebihi 25 halaman termasuk daftar puskata. Seluruh bagian naskah (termasuktable, gambar, dan persamaan) dibuat dalam format yan dapat disunting oleh editor.

Urutan Penulisan NaskahNaskah disusun dengan urutan berikut : Judul, Nama dan Alamat Lengkap Penulis,Alamat korespondensi, Abstrak, Kata Kunci, Pendahuluan, Tinjauan Pustaka,Metodologi, Hasil dan Pembahasan, Kesimpulan, dan Daftar Pustaka.

JudulJudul ditulis dalam bahasa Indonesia dengan ukuran huruf 12 pts ponld, 1 spasidengan letak center.Penulis

- Jarak judul dengan nama penulis berjarak 1,5 spasi- Nama penulis lengkap dengan gelar kesarjanaan dengan huruf 11 pts bold, center- Institusi ditulis dibawah baris nama penulis dengan huruf 10 pts regular, center- Alamat korespondensi ditulis dengan lengkap berikut nomor telepon atau HP,

ditulis dibawah baris institusi, dengan ukuran huruf 10 pts regular, center- Alamat e-mail ditulis dibawah baris alamat korespondensi dengan ukuran 10 pts

regular, center

AbstrakAbstrak ditulis dalam bahasa Inggris dengan panjang 100 -250 kata, mode hurufitalic, ukuran huruf 10 pts, spasi tunggal

KeywordKata kunci ditulis dibawah abstrak dengan jarak 1,5 spasi dari baris terakhir abstrak,rat kiri, terdiri dari 3 – 5 kata

Page 17: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

17

JUDUL DITULIS DENGANFONTS TIMES NEW ROMAN 12 BOLD

Penulis perta 1), Penulis kedua2)

1,2) Jurusan Teknik Elektro Universitas HKBP Nommensen, MedanJl. Karya Rakyat No. 29 G Medan 20117, Telp (061) 6618342

e-mail : jt_uhn @yahoo.co.id

ABSTRAK

Abstrak dalam bahsa Inggris dengan panjang antara 100-250 kata dengandisertai kata kunci (keyword) 3-5 istilah. Abstrak ditulis dengan menggunakan fontTimes News Roman 10, italic, dan spasi tunggal. Abstrak merupakan uraian singkat,tetapi lengkap tentang tujuan penelitian, cara penelitian, hasil penelitian, dankesimpulan

Keyword : Simulasi, Forward Error Correction, modul percobaan semu.

1. PENDAHULUANPendahuluan berisi latar belakang permasalahan, tujuan dan manfaatnya.Permasalahan memuat penjelasan mengenai alas an-alasan mengapa masalah yangdikemukakan dalam penelitian itu dipandang menarik, penting dan perlu.

2. TINJAUAN PUSTAKATinjauan pustaka memuat hasil penelitian/ artikel ilmiah sebelumnya yang adahubungannya dengan tema yang diangkat. Selain itu dalam tinjauan pustaka jugaberisi dasar teori dapat berbentuk uraian kualitatif, model matematis, ataupersamaan-persamaan yang langsung berkaitan dengan bidang yang diteliti. Jikaterdapat gambar ataupun tabel hendaknya diberi nomor tabel dan nomor gambarsecara berurutan

3. METODE PENELITIANMetode penelitian mengandung uraian tentang bahan atau materi peelitian, alat,jalan penelitian, variable dan data yang akan dikumpulkan dan hasil analisis.

4. HASIL DAN PEMBAHASANMenyajikan hasil riset, akurasi yang dapat dicapai, signifikansi langkah maupunpengetahuan, fenomena, maupun informasi yang dapat diberitahukan kepadakhalayak. Termasuk di dalamnya sumbangan baru yang dihasilkan dalam riset.Analisis yang rinci dan mengkerucut sangatlah bermanfaat bagi peneliti lain. Hasildapat disajikan dalam bentuk tabel, grafik, foto/gambar atau bentuk lain.

5. KESIMPULANKesimpulan merupakan penyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasilpenelitian dan pembahasan. Kesimpulan dapat pula disajikan secara pointers.

Page 18: Ir.Waldemar Naibaho, MT. Dosen tetap Program Studi Teknik ... FAKULTAS...Konveksi paksa. Dalam beberapa kondisi masalah konveksi paksa dapat dikaji dengan cara analitik. Kondisi itu

18

Kesimpulan harus mengindikasikan secara jelas kemajuan-kemajuan, batasan-batasan dan kemungkinan aplikasi dari peneliti. Jika naskah berupa Studi Literatur,dapat memberikan ringkasan yang disarankan.

6. DAFTAR PUSTAKAPenulisan pustaka harus urut alpabetis dengan sistematika urutan sebagai berikut:nama pengarang, judul, edisi, penerbit, kota, halaman.Contoh :Turban, Efrain, 1995, Decision Support System and Expert System, 4thed., Prentice

Hall, Inc., New Jersey, pp 472-679Nicholas J. Hopper, 2004, Toward a theory of Steganograpry, School of Computer

Sience Carnegie Mellon University Pittsburgh.

KEGIATAN PENYERAHAN NASKAH- Penulis sudah membaca Petunjuk Bagi Penulis- Penulis sudah menyiapkan kelengkapan dokumen sebagai berikut:

- Daftar Riwayat Hidup Lengkap- Naskah yang sudah mengikuti petunjuk penulisan naskah

Jurnal Teknik- Penulis mengirimkan dokumen kelengkapan dalam bentuk softcopy

kealamat redaksi.